Trên thị trường Việt Nam thì cũng đã xuất hiện nhiều hệ thống chiết rót và đóng nắp chai tự động nhưng đa số các dây chuyền đều được nhập từ nước ngoài do đó giá thành cao và gặp khó khă
Giới thiệu về MODIBUS 5c 5£ 5< se +seE+seEseSrseEseErserseorsersersersserseree 16
Modbus là giao thức truyền thông phổ biến, cho phép kết nối các thiết bị điện tử và máy tính trong hệ thống điều khiển công nghiệp và tự động hóa.
Giao thức này, được phát triển bởi Modicon (hiện nay là Schneider Electric) vào những năm 1970, đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp trong việc truyền thông giữa các thiết bị điện tử và máy tính trong hệ thống điều khiển.
Modbus bao gồm hai phần chính: giao thức truyền thông và định dạng dữ liệu Giao thức Modbus hoạt động theo cơ chế Master - Slave, trong đó thiết bị Master yêu cầu dữ liệu từ các thiết bị Slave Định dạng dữ liệu của Modbus bao gồm các bản tin với các trường như địa chỉ thiết bị, mã chức năng và dữ liệu cần truyền.
Modbus là giao thức phổ biến trong các ứng dụng điều khiển và tự động hóa, được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như dầu khí, điện, xử lý nước, sản xuất và nhiều lĩnh vực khác.
Hiện nay, có 03 phương thức truyền modbus đang được sử dụng phổ biến trong công nghiệp - tự động hóa là: ¢ Modbus RTU:
Trong đề tài của nhóm sẽ tham khảo phương thức truyền MODBUS ASCII 2.1.1 Phương thức truyền MOBUS ASCIL
Phương thức truyền thông ASCII của Modbus được sử dụng để truyền đữ liệu giữa các thiết bị qua công RS-232 hoặc RS-485
Phương thức truyền thông ASCII có độ tin cậy cao và cho phép truyền dữ liệu theo kiểu ký tự ASCII thông thường
Phương thức truyền thông ASCII chuyển đổi dữ liệu bằng cách sử dụng một tập hợp các ký tự ASCII, trong đó mỗi byte dữ liệu được chia thành hai ký tự ASCII Ký tự đầu tiên có giá trị cao hơn (từ 0x3A đến 0x5A) và ký tự thứ hai có giá trị thấp hơn (từ 0x30 đến 0x39 hoặc từ 0x41 đến 0x46) Điều này có nghĩa là mỗi byte dữ liệu sẽ được chuyển thành hai ký tự ASCII; ví dụ, byte dữ liệu 0x3A sẽ được chuyển thành hai ký tự ASCII là ':' và '0'.
Phương thức truyền thông ASCII sử dụng bảng mã Modbus để mã hóa các lệnh và dữ liệu, với bảng mã này chứa mã số cho các chức năng Modbus và các kiểu dữ liệu khác nhau Khi một thiết bị gửi lệnh Modbus, lệnh sẽ được mã hóa theo bảng mã Modbus và chuyển đổi thành dạng ký tự ASCII để truyền đi Phương pháp này có ứng dụng quan trọng trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai.
Trong dây chuyền sản xuất nước đóng chai, giao thức Modbus ASCII có thể được áp dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển và cảm biến, giúp kiểm soát hiệu quả các quá trình sản xuất Cụ thể, Modbus ASCII cho phép truyền thông tin về mức nước, nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và các thông số khác giữa các thiết bị đo và điều khiển Ví dụ, hệ thống sản xuất nước ngọt đóng chai có thể sử dụng các cảm biến để đo lưu lượng nước và nồng độ CO2 trong nước, với dữ liệu từ các cảm biến này được truyền tải đến bộ điều khiển của hệ thống thông qua giao thức Modbus ASCII.
Bộ điều khiển PLC (Programmable Logic Controller) được sử dụng để giám sát và điều khiển các thiết bị sản xuất như bơm nước và van điều khiển Nó kết nối với các cảm biến và thiết bị khác trên dây chuyền sản xuất thông qua giao thức Modbus ASCII Khi bộ điều khiển PLC yêu cầu thông tin từ cảm biến, nó sẽ gửi yêu cầu đến địa chỉ của cảm biến qua giao thức này Cảm biến sẽ phản hồi bằng cách gửi dữ liệu về giá trị lưu lượng nước hoặc nồng độ CO2 trong nước trở lại bộ điều khiển.
2.1.2 Phương thức truyền MOBUS RTU
Phương thức truyền RTU (Remote Terminal Unit) cho phép truyền dữ liệu giữa các thiết bị qua giao thức RS-232 hoặc RS-485 RTU được xây dựng dựa trên các khung truyền thông chuẩn, nhưng sử dụng mã hóa đặc biệt cho dữ liệu truyền đi.
Các thiết bị được sử dụng trong ứng dụng công nghiệp, như hệ thống điều khiển quy trình, tự động hóa và đo lường, thường hỗ trợ phương thức truyền RTU Điều này cho phép chúng kết nối và truyền dữ liệu hiệu quả với nhau.
Mã hóa nhị phân được sử dụng để truyền dữ liệu, trong đó các byte dữ liệu được đóng gói vào các khung truyền thông Modbus, bao gồm địa chỉ thiết bị và chức năng.
Modbus là giao thức truyền thông bao gồm địa chỉ thanh ghi, dữ liệu và giá trị kiểm tra lỗi (checksum) Khung truyền thông này được gửi từ thiết bị phát đến thiết bị nhận, giúp truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị một cách hiệu quả.
Khi sử dụng phương thức truyền RTU, các thiết bị cần hỗ trợ các tốc độ truyền dữ liệu và các thiết lập truyền thông theo giao thức Modbus RTU Các tốc độ truyền thông phổ biến bao gồm 9600, 19200, 38400 và 57600 baud, tuy nhiên, thiết bị có thể hỗ trợ các tốc độ khác tùy thuộc vào thiết kế và yêu cầu sử dụng cụ thể.
Việc áp dụng phương thức truyền RTU trong các ứng dụng công nghiệp cần được xem xét cẩn thận để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của hệ thống Những lỗi trong quá trình truyền thông có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng trong sản xuất và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm.
Việc thiết kế và triển khai hệ thống truyền thông Modbus RTU cần được thực hiện bởi các chuyên gia có kinh nghiệm Điều này đảm bảo rằng hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi đưa vào hoạt động, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và độ tin cậy.
2.1.3 Phương thức truyền MODBUS TCP
Xây dựng thuật toán điều khiến 20
2.2.1 Sơ đồ khôi chung toàn hệ thông
2.3 Các thiết bị trong mô hình
Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, việc vệ sinh tuyệt đối là cần thiết nhằm loại bỏ hoàn toàn tạp chất, vi khuẩn và hóa chất còn sót lại sau quá trình sản xuất chai Bên cạnh đó, cần khử rò rỉ hoàn toàn, không để lại bất kỳ giọt nước nào bên trong hoặc bên ngoài chai, nhằm ngăn ngừa ẩm mốc và bảo vệ chất lượng sản phẩm.
‹ - Không gây hư hỏng: Quá trình rửa sấy không làm trầy xước, biến dạng hoặc gây hư hỏng cho chai
‹ _ Hiệu quả: Quá trình điễn ra liên tục, nhanh chóng và tiết kiệm năng lượng.
An toàn: Đảm bảo an toàn cho người vận hành và môi trường làm việc
Các yêu cầu cụ thê cho từng giai đoạn
Loại bỏ các loại bui ban: Bui, dat, cac hat vat chat la
Loại bỏ các chat héa hoe: Chat tay rvva, chat diét khuan còn sót lại
Loại bỏ các nhãn cũ: Nêu chai được tái sử dụng
Sấy khô hoàn toàn: Không còn hơi âm bên trong hoặc bên ngoài chai,
Dam bảo nhiệt độ sây phù hợp: Không quá cao đề tránh biến dạng chai, không quá thấp để đảm bảo sấy khô hoàn toản
Đảm bảo chất lượng sản phẩm là một trong những mục tiêu chính, với yêu cầu sản phẩm phải đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, không gây hại cho sức khỏe người tiêu dùng.
Tăng năng suất: Tối ưu hóa quá trình rửa sây đề tăng năng suất sản xuất Giảm chỉ phí: Tiết kiệm năng lượng, nước và hóa chất
Bảo vệ môi trường: Giảm thiểu lượng nước thải và chat thải ra môi trường Các yêu tô ảnh hưởng đến chất lượng rửa sây
Chất lượng nước: Dộ tính khiết, nhiệt độ của nước
Chất tây rửa: Loại chất tây rửa, nồng độ, thời gian tiếp xúc
Nhiệt độ say: Nhiệt độ, thời gian say Áp suất: Áp suất của không khí hoặc hơi nước trong qua trinh say
Thiét bị: Chất lượng và công suất của máy rửa, máy sây
Quy trình: Cách thức sắp xếp chai, tốc độ băng chuyên
Cac chỉ tiêu đánh giá hiệu quả
Tỷ lệ chai lỗi: Số lượng chai bị lỗi sau khi rửa sấy so với tổng số chai
Thời gian chu kỳ: Thời gian trung bình đề rửa và sấy một chai
Tiêu thụ năng lượng: Lượng điện năng tiêu thụ trong quá trình rửa sấy Tiéu thụ nước: Lượng nước sử dụng trong quá trình rửa s* Băng chuyên
Giới thiệu chung về băng chuyền
Băng chuyền là thiết bị lý tưởng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rời theo phương ngang và nghiêng Chúng được sử dụng phổ biến trong các dây chuyền sản xuất để vận chuyển các cơ cầu nhẹ, cũng như trong các xưởng luyện kim để chuyển quặng và than đá Tại các trạm thủy điện, băng chuyền đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển nhiên liệu Ưu điểm nổi bật của băng chuyền là khả năng tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình vận chuyển.
Cấu tạo đơn giản và bền bỉ, thiết bị này có khả năng vận chuyển tời và đơn chiếc theo nhiều hướng, bao gồm nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp cả hai.
Vốn đầu tư thấp, dễ dàng tự động hóa và vận hành, bảo trì đơn giản, máy móc hoạt động ổn định, năng suất cao và tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với các loại máy vận chuyển khác.
Cau tạo chung của băng chuyền
Cầu tạo chung của băng chuyền (Hình 3.7)
Hình: Cầu tạo chung của băng chuyền
(1) — Bộ phận kéo cùng các yếu tô làm việc trực tiếp mang vật
(2) — Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo
(3)— Trạm dẫn động, truyền chuyên động cho bộ phận kéo
Hệ thống đỡ, bao gồm con lăn và giá đỡ, nằm dưới bộ phận kéo, giúp phân trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc Tùy thuộc vào độ phức tạp trong yêu cầu phân loại sản phẩm, các hệ thống phân loại tự động có quy mô lớn hoặc nhỏ khác nhau Vì vậy, băng chuyền cũng cần được thiết kế với kích thước phù hợp để tương thích với hệ thống phân loại Cảm biến quang là một phần quan trọng trong quá trình này.
Cảm biến quang điện (PES) được cấu tạo từ các linh kiện quang điện, hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi tính chất khi ánh sáng chiếu vào bề mặt cảm biến Khi có ánh sáng thích hợp, tín hiệu quang sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua hiện tượng phát xạ điện tử tại cực catot.
Vai trò và ứng dụng của cảm biến quang:
Cảm biến quang là thiết bị thiết yếu trong ngành công nghiệp và tự động hóa, giúp đảm bảo độ chính xác cao trong các công việc Chúng được sử dụng hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt và khoảng cách xa, chẳng hạn như xác định vị trí sản phẩm trên băng chuyền và đếm số lượng sản phẩm.
-_ Phát hiện xe trong các bãi đỗ xe, rửa xe
- Kiém tra sản phâm có đồ ngã hoặc có đủ bộ phận chưa
-_ Phát hiện người hoặc vật đi qua cửa.
- Lam Sensor an toan cho cac may kéo soi, may dệt
- Ung dung trong cac day chuyén phat hién va dong nap chai
- Kiểm tra Robot đã được găn linh kiện đã được lắp ráp hay chưa trong các dây chuyền lắp ráp oto
Cảm biến sử dụng trong mô hình hệ thống
Với khâu chiết rót và đóng nắp chai nhóm tác giả sử đụng cảm biến quang E3E- DS10€4 (Hình 3.13) dé nhận biết và phân loại sản phẩm
Hình 3.13 Cảm biến quang E3F-DS10C4 Đây là cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán: đầu ra là NPN
> Đặc điểm của cảm biến:
- Gọn và tiết kiệm chỗ
- Bảo vệ chống ngắn mạch và nỗi cực nguồn
- Chế độ hoạt động: ON - đèn sáng, OFF - đèn tắt
> Thông số định mức và đặc tính kỹ thuật:
Thông số kỹ thuật: E3F DS10C4
Kích thước (Đường kính x Chiều đài): 22 x 70 mm
Khoảng cách phát hiện: 100mm
Vỏ làm bằng chất liệu ABS
Vật thể phát hiện tiêu chuẩn: 100 x 100 mm Đặc tính trễ: Tối đa 20% khoảng cách phát hiện
Nguồn sáng (bước sóng): LED hồng ngoại (860nm) Điện áp nguồn cấp: I2VDC-24VDC
Công suất tiêu thụ: Tối đa 25mA
Thời gian đáp ứng: Tối đa 2.5ms
- Nhiệt độ môi trường: Hoạt động -25°C đến 55°C (không đóng băng hoặc ngưng tụ) Bảo quản -30°C đến 70°C (không đóng băng hoặc ngưng tụ)
- Độ âm môi trường: Hoạt động 35% đến 85%, bảo quản -30% đến 95%
Việc áp dụng cảm biến IoT để thu thập dữ liệu thực về nhiệt độ, lưu lượng và tốc độ băng tải, kết hợp với bộ xử lý dữ liệu, sẽ giúp nâng cao hiệu suất của dây chuyền sản xuất.
Dữ liệu được thu thập và xử lý theo so d6 hinh 3.1
Hình 3.1 Sơ đ`ôxử lý dữ liệu của hệ thống
Các chai được đặt đúng vị trí trong giá đỡ trên băng tải đầu vào, và cảm biến quang sẽ phát hiện sự hiện diện của chúng Dựa vào đầu ra của cảm biến, quá trình chiết rót và đóng nắp sẽ được thực hiện Có một khoảng thời gian trễ để thiết lập trạng thái của các chai: nếu có chai, bit trạng thái trong PLC được đặt thành 1; nếu không có, bit này sẽ là 0 Đầu ra từ cảm biến được gửi đến PLC, từ đó điều khiển hoạt động chiết rót và đóng nắp Nếu tất cả n chai đều có mặt, cảm biến sẽ thông báo cho PLC để bật các bơm chiết rót; ngược lại, nếu thiếu chai, các bơm sẽ tắt.
Khi các chai đã đến vị trí chiết rót mong muốn, băng tải sẽ dừng lại để các bơm tương ứng được kích hoạt Quá trình chiết rót sẽ diễn ra ngay sau đó Sau khi hoàn tất, các chai sẽ được chuyển tiếp đến bộ phận đóng nắp.
Các cảm biến sử dụng trong bộ phận chiết rót
Cảm biến IoT lưu lượng
Cảm biến OMRON E8FC-25T đo lưu lượng bơm vào chai, phân tích và gửi dữ liệu đến hệ thống điều khiển Khi lưu lượng thay đổi bất thường, cảm biến tự động phân tích dữ liệu, giúp hệ thống điều chỉnh lưu lượng để đảm bảo chiết rót chính xác.
- Dién nang tiéu thu: < 2880 mW
- Ap luc cho phép: 10 MPa
- Chat long ap dung: Chat long
- Ngõ ra điều khiên: PNP
- Phương thức truyền thông: IO-Link Analog
- Tốc độ truyền IO-Link: COM3 (230.4 kbps)
- Độ phân giải hién thi: 0.1/1 [min
- Mạch bảo vệ: Nguồn cung cấp bảo vệ kết nối đảo ngược bảo vệ ngắn mạch đầu ra và bảo vệ kết nỗi dao ngược đầu ra
Hình 3.2 Cảm biến lưu lượng IoT
$* Cảm biến siêu âm đo mức nước ES-ULS-02
Cảm biến siêu âm hoạt động bằng cách phát ra sóng siêu âm, khi sóng này gặp vật liệu hoặc chất lỏng sẽ phản xạ trở lại cảm biến Thời gian giữa việc phát và nhận sóng được đo lường để tính toán khoảng cách từ cảm biến đến vật liệu.
Hình 3.3 Cảm biến siêu âm đo mức nước
$% Cảm Biến Lưu Lượng Nước YF-S201 :
Cảm biến hoạt động dựa trên cánh quạt nước và cảm biến bên trong; khi nước chảy qua, cánh quạt quay và cảm biến thu tín hiệu, tạo ra xung vuông từ NPN Lưu lượng đo được là từ -30 L/min và nhiệt độ hoạt động tối đa là dưới 120 độ C.
* Ap suat toi da: 1.75Mpa
Hình 3.4 Cảm biến đo lưu lượng nước
Cảm Biến Quang LR-ZB250AN/P
- Cam bién phát hiện vị trí của chai nước khi vào vi tri chiết rót
- _ Khoảng cách hoạt động : 35-250 mm
Hình 3.5 Cảm biến quang Cảm biến đo nhiệt độ Omron E52MY-CA15D
- Duong kinh dau do : 4,7mm
Hình 3.6 Cảm biến đo nhiệt độ Cảm biến đo áp suất WIKA A-10
- Cảm biến đo áp suất nước tại vị trí chiết rót Dai do: Từ 0 ~ 1,000 bar tương đương 0 15,000 ps1 Cấp chính xác: 0.25 % or 0.5 %
Nhiệt độ làm việc: 0 —-8ŒC
Hình 3.7 Cám biến đo áp suất nướ
Xác định mục tiêu và yêu cầu:
Tăng cường hiệu suất và hiệu quả trong quá trình sản xuất
Giảm thiểu lỗi sản phẩm và sự có trong quá trình đóng chai
Giám sát và tủy chỉnh các thông số quá trình như nhiệt độ, độ âm, lực vặn, và tốc độ băng chuyên thông qua các cảm biến
$* Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK :
Cảm biến hồng ngoại (Infrared Sensor) là thiết bị sử dụng ánh sáng hồng ngoại để phát hiện đối tượng hoặc sự thay đổi trong môi trường Chúng có khả năng phát hiện và đo bức xạ hồng ngoại, loại ánh sáng mà mắt người không thể nhìn thấy nhưng có thể cảm nhận dưới dạng nhiệt.
Thông số của cảm biến: Điện áp hoạt động: 24V DC
Ngõ ra thường mở NPN
Dòng điện tiêu thụ < 25 mA
Thời gian phán hồi < 2 ms
Kết nối vào đầu digital của PLC s* Máy đo lực vặn nắp chai VTG Tornado
Xây dựng phầm mềm điều khiển giám sát -s- s5 sccccseeeescse 35 CHƯƠNG 3: BIGDATA 40 3.1 THỦ THẬP DU LIEU wscscessscssssssssssssssesssssssssscssssssscssssssscsscsssscsacssssesscssssnesssescsesses 40 3.1.1 Thu thập dữ liệu để lựa chọn day chuyén sản xuất cho đỀ tài
2.4.1 Khái quát chung về PUC
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) là thiết bị chuyên dụng có kích thước 1 mét, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua ngôn ngữ lập trình.
Bộ lập trình PUC nhận tín hiệu từ các sự kiện bên ngoài qua ngõ vào và thực hiện các hoạt động qua ngõ ra PLC hoạt động bằng cách quét trạng thái của đầu ra và đầu vào Khi có sự thay đổi từ ngõ vào, ngõ ra sẽ thay đổi tương ứng theo logic của chương trình.
Cau tric chung cia PLC
Hệ thống PLC có các bộ phận chính sau:
— Bộ nhớ: RAM, ROM ngoài ra còn có thê sử dụng vùng nhớ ngoài- EPROM
Thiết bị đầu vào/đầu ra bao gồm các thành phần như cảm biến, công tắc và thiết bị hình ảnh Các tín hiệu đầu vào từ các nguồn được kết nối với PLC thông qua các dây truyền tín hiệu Thiết bị đầu ra hoặc module đầu ra có thể là động cơ, solenoid, hoặc đèn.
Bộ xử lý trung tâm (CPU) là đơn vị xử lý chính trong hệ thống PLC, có khả năng kết hợp và thực hiện các hoạt động của hệ thống CPU thực thi chương trình để xử lý tín hiệu I/O và kết nối trực tiếp với các thiết bị I/O thông qua các đường dây thích hợp bên trong PLC.
— Nguồn cung cấp: 220VAC hoặc 24VDC
—_ Ngoài ra còn có | số bộ phận khác:
— Cổng kết nối PLC và máy tính: RS232, RS422, RS485 thực hiện đồ chương trình và giảm sát chương trình
PLC thường tích hợp cổng truyền thông Modbus RTU, bên cạnh đó, tùy thuộc vào hãng và dòng sản phẩm, PLC còn có thể hỗ trợ thêm các chuẩn truyền thông khác như Profibus, Profinet, CANopen và EtherCAT.
Bộ điều khiển trung tâm CPU là bộ phận quan trọng trong việc điều khiển toàn bộ hoạt động của PLC Tốc độ xử lý của CPU ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ điều khiển của PLC Chương trình điều khiển được lưu trữ trên RAM, và pin dự phòng tích hợp trong PLC đảm bảo chương trình không bị mất khi có sự cố về điện CPU thực hiện quét chương trình và thực hiện các lệnh theo thứ tự đã được lập trình.
2.4.3 Ưu điểm và nhược điểm s% Ưu điểm:
— Bộ điều khiển PLC chống nhiễu tốt, đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp
— Đáp ứng các giải thuật phức tạp, độ chính xác cao
— Gọn nhẹ, lắp đặt dé dang
—_ Thay thế hoàn toàn mạch điều khiên relay thông thường, dễ dàng đáp ứng mọi yêu cầu điều khiển
Hỗ trợ các chuẩn mạng truyền thông công nghiệp nhằm kết nối và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong và ngoài nhà máy, đáp ứng tiêu chuẩn công nghiệp 4.0.
Giá thành sản phẩm PLC hiện nay cao hơn so với chi phí mạch relay thông thường Tuy nhiên, sự xuất hiện của nhiều hãng PLC từ Đức, Nhật Bản, Mỹ và Trung Quốc trên thị trường Việt Nam đã tạo ra sự cạnh tranh, giúp giảm giá thành sản phẩm.
Chi phí phần mềm lập trình phụ thuộc vào nhà sản xuất, với hai hình thức chính: một số hãng cho phép sử dụng miễn phí, trong khi các hãng khác yêu cầu mua bản quyền sử dụng.
Để thiết bị PLC hoạt động hiệu quả trong việc điều khiển, người sử dụng cần trang bị kiến thức cơ bản về lập trình PLC.
Giao diện được thiết kế trên WinCC của phân mềm Tia Portal
Phần mềm TIA Portal (Totally Integrated Automation Portal) là một giải pháp tổng hợp cho việc quản lý và điều khiển tự động hóa trong hệ thống điện TIA Portal được coi là phần mềm tự động hóa đầu tiên, sử dụng một nền tảng chung để thực hiện các tác vụ và điều khiển hệ thống hiệu quả.
TIA Portal là phần mềm tích hợp tự động toàn diện, đóng vai trò cơ sở cho các phần mềm phát triển khác như lập trình và cấu hình thiết bị Đặc điểm nổi bật của TIA Portal là khả năng chia sẻ cơ sở dữ liệu giữa các phần mềm, từ đó tạo ra tính thống nhất và toàn vẹn cho hệ thống quản lý và vận hành ứng dụng.
TIA Portal tao môi trường dé dang dé lập trình thực hiện các thao tác:
- Thiết kế giao diện kéo nhã thông tin dễ dàng, với ngôn ngữ hỗ trợ đa dạng
- Quản lý phân quyền User, Code, Project tông quát
- Thực hiện go online và Diagnostic cho tất cả các thiết bị trong project đề xác định các lỗi hệ thống
- Tích hợp mô phỏng hệ thống
- Dễ đàng thiết lập cầu hình và liên kết giữa cac thiét bi Siemens
Tích hợp tất cả các phần mềm trong nền tảng, chia sẻ cơ sở dữ liệu chung giúp quản lý và thống nhất cấu hình dễ dàng Giải pháp này đảm bảo vận hành thiết bị nhanh chóng và hiệu quả, đồng thời hỗ trợ tìm kiếm và khắc phục sự cố trong thời gian ngắn.
Bộ lập trình PLC và màn hình HMI được cấu hình trên TIA Portal giúp tiết kiệm thời gian thao tác và cải thiện khả năng truyền thông giữa các thiết bị.
Một biến số của bộ lập trình PLC có thể được đưa vào màn hình HMI mà không cần thực hiện bất kỳ thao tác lập trình nào, giúp thiết lập kết nối một cách nhanh chóng và hiệu quả Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại một số nhược điểm.
—_ Do tích hợp nhiều phần mềm, cơ sở dữ liệu hệ thống lớn nên dung lượng bộ nhớ khong 16
— Yêu cầu kỹ thuật cao của người lập trình, quản lý, tốn nhiều thời gian đề làm quen sử dụng
Giao điện giám sát hệ thông khi vận hành
Giao điện giám sát chính của hệ thống có 2 chế độ:
Chế độ Auto (tự động): Khi bắm nút Start, hệ thống sẽ vận hành tự động Lưu lượng bơm có thê được thiết lập
TÍCH HỢP DỮ LIIỆU .- 2-2 2< 2 ©seSs©ss£SseEsseEsevseerserssersesseseree 45 1 Xác định nguon (dữ liỆM: o-cos 5< cecettheEkEEEEsEkeEtrEksEkerrrrsrrerrsrrereree 45 2 Xác định định dạng và cầu trúc dữ liệu: 46 3 Tụo các giao diện kẾt HỔi ce-cc-csceececcekteEkeEkEkeEkrEkrttrrrrtreerererrererrsree 47 4 Thư thập và tÍCh hợp dữ HIỆH: co HH HH HH TH ng 48 3.3 XỬ LÝ DỮ LLIỆU .s- 2s se s©SeSseEseEEseEAeeEseExeersevxeersersereersersersree 50 3.3.1 Giới thiệu về phần mềm Apache 'ŠpDAFrĂ e-csccsececreereerrrrereerrrsrsrree 50
Cách sử dụng Apache Spark để xử lý dữ liệu về nước đóng chai
Dữ liệu về nước đóng chai bao gồm thông tin chi tiết về số lượng, loại và giá trị của từng chai Bạn cần tính toán tổng giá trị của tất cả các chai nước trong tập dữ liệu này.
2 Sử dụng thuật toán MapReduce với hai bước chính: Map và Reduce
Trong bước Map, các nút xử lý dữ liệu chuyển đổi dữ liệu đầu vào thành các cặp key-value, trong đó key đại diện cho loại nước và value là giá trị của chai nước Những cặp key-value này được nhóm lại theo key và sau đó được chuyển đến các nút khác để tiếp tục xử lý.
Bước Reduce: Các nút nhận các cặp key-value từ bước Map sẽ tính tổng giá trị của tất cả các chai nước cùng loại và gửi kết quả về nút chủ để tổng hợp.
3 Kết quả cuối cùng là tổng giá trị của tất cả các chai nước trong tập đữ liệu
4 Đề triển khai thuật toán, sử dụng các hàm API của Spark như map, reduceByKey và collect Bạn có thê lập trình các ham nay băng các ngôn ngữ lập trình như Python hoặc Scala s* Đoạn code bằng ngôn ngữ Python sử dụng thuật toán MapReduce xuất ra tông số chai nước:
Phân tích mô tả là bước quan trọng trong quá trình phân tích dữ liệu, giúp cung cấp cái nhìn tổng quan và hiểu biết cơ bản về dữ liệu từ dây chuyền sản xuất nước uống đóng chai Mục tiêu chính của phân tích mô tả là tóm tắt và diễn giải các đặc điểm chính của dữ liệu, từ đó nhận diện xu hướng, mẫu và vấn đề tiềm ẩn Dưới đây là các bước cụ thể trong quá trình phân tích mô tả.
1 Phân tích thống kê cơ bản:
Trong phân tích dữ liệu, việc tính toán các chỉ số trung tâm là rất quan trọng Giá trị trung bình (Mean) cho phép đo lường giá trị trung bình của dữ liệu, chẳng hạn như thời gian trung bình để rót đầy một chai Trung vi (Median) là giá trị chính giữa trong tập dữ liệu, giúp hiểu rõ hơn về phân phối khi có sự chênh lệch lớn Mod (Mode) xác định giá trị xuất hiện nhiều nhất, giúp nhận diện các trạng thái thường gặp trong quá trình sản xuất Bên cạnh đó, phân tích độ phân tán cũng không kém phần quan trọng Phương sai (Variance) đo lường mức độ biến đổi của các giá trị xung quanh giá trị trung bình, cho thấy sự đồng nhất hay không trong quy trình sản xuất Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) đo lường mức độ phân tán của dữ liệu, phản ánh sự dao động của các giá trị so với trung bình, ví dụ, độ lệch chuẩn cao có thể chỉ ra rằng thời gian rót nước vào chai không đồng đều.
Khoảng giá trị (Range) là sự chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất trong dữ liệu Việc xác định khoảng giá trị giúp nhận diện các biến thiên trong quá trình sản xuất, chẳng hạn như thời gian máy hoạt động liên tục so với thời gian nghỉ.
2 Xác định xu hướng và mẫu:
Phân tích xu hướng là quá trình xác định các xu hướng dài hạn trong dữ liệu sản xuất, chẳng hạn như việc đánh giá sự biến động của năng suất theo thời gian, từ đó giúp nhận diện liệu năng suất có xu hướng tăng hay giảm.
Xu hướng này có thể được thể hiện qua các biểu đồ đường, giúp trực quan hóa sự thay đổi của dữ liệu theo các giai đoạn thời gian khác nhau.
Phân tích mùa vụ giúp xác định các mẫu lặp lại trong dữ liệu theo thời gian, chẳng hạn như sự thay đổi năng suất vào các thời điểm khác nhau trong ngày hoặc trong tuần Việc này cung cấp cái nhìn sâu sắc về các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất theo thời gian.
Nhận diện bất thường (Anomaly Detection) là quá trình tìm kiếm các giá trị bất thường trong dữ liệu, chẳng hạn như các lần dừng máy không theo kế hoạch hoặc các lô sản phẩm có tỷ lệ lỗi cao Việc phát hiện bất thường giúp đưa ra cảnh báo sớm và kịp thời điều chỉnh quy trình sản xuất, từ đó nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
3 Phân nhóm dữ liệu (Clustering):
Phân nhóm sản phẩm giúp xác định các nhóm sản phẩm có hiệu suất tốt nhất hoặc kém nhất dựa trên các đặc tính tương tự Ví dụ, việc phân nhóm theo thời gian rót hoặc tỷ lệ lỗi giúp tìm ra những đặc điểm chung của mỗi nhóm Bên cạnh đó, phân nhóm theo thời gian sản xuất, như thời gian máy chạy với hiệu suất cao nhất hoặc thấp nhất, cũng hỗ trợ tối ưu hóa lịch trình sản xuất và bảo trì.
4 So sanh va doi chiéu (Comparison and Contrast):
So sánh hiệu suất giữa các máy móc trong dây chuyền sản xuất giúp xác định máy nào hoạt động hiệu quả hơn Việc đối chiếu thời gian hoạt động và thời gian dừng của từng máy cho phép đánh giá tình trạng và hiệu suất của chúng Ngoài ra, việc so sánh hiệu suất sản xuất giữa các giai đoạn khác nhau giúp đánh giá tác động của những thay đổi trong quy trình hoặc bảo trì, từ đó hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài và bên trong đến quá trình sản xuất.
$ Đánh giá chất lượng sản phẩm (Product Quality Assessment);
Tỷ lệ lỗi sản phẩm là chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng quy trình sản xuất, được tính bằng cách so sánh số lượng sản phẩm lỗi với tổng số sản phẩm sản xuất Nếu tỷ lệ lỗi cao, cần xem xét và điều chỉnh các yếu tố có thể gây ra vấn đề, chẳng hạn như việc bảo trì hoặc điều chỉnh máy móc Để cải thiện tình hình, việc phân tích nguyên nhân gốc rễ của các sản phẩm lỗi là cần thiết, từ đó đưa ra các biện pháp khắc phục và cải tiến quy trình sản xuất.
La 1 phan mém dùng để làm cho việc code R một cách dễ đàng hơn, được ưu chuộng bởi các công ty lớn bởi nó hỗ trợ các công cụ mạnh đề vẽ đồ thị và làm thông kê Thường dùng trong cac nganh Data Analyst, Data Science, Machine Learning Citing nhu sử dụng nhiều trong các cuộc thi lớn về dữ liệu như Kaggle, Ngoài ra thì trên thi trường hiện nay thì cũng có những công cụ mạnh không kém như là Jupyter Notebook, hay vài thư viện như Pandas, Numpy, Seabom của ngôn ngữ lập trình Python cũng hỗ trợ khá nhiều trong việc thống kê và vẽ đồ thị
Dé str đụng R và viết code R, ta có thê hoàn toàn viết trong R console rất nhanh và tiện lợi